一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法
【专利摘要】本发明涉及一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法，该方法可以将运行于不同地区的同型号锅炉基于不同性能测试标准的锅炉效率换算成基于相同性能测试标准下的锅炉效率并进行直接比较，根据比较结果来评价锅炉设备工作性能的好坏；解决了不同性能测试标准之间锅炉效率如何比较和评价的问题，可以为电厂专业人员比较不同国家和地区之间锅炉的性能提供便捷的方法。
【专利说明】
一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法
技术领域
[0001] 本发明专利涉及一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法，特别是一种 分别基于中国国家标准和美国ASME标准的同一型号火力发电机组锅炉效率的比较评价方 法。
【背景技术】
[0002] 锅炉效率是反映锅炉设备工作性能好坏的重要指标，也是火力发电厂关注的经济 指标。锅炉效率对电厂的经济性影响很大，以某一亚临界600MW机组为例，如锅炉效率下降 1%，则将影响电厂煤耗约3g/kW · h左右。
[0003] 不同国家或国际组织之间对于火力发电机组锅炉效率的测试标准及计算方法存 在着一定的差异，这给比较运行于不同国家或国际组织之间的同型号锅炉的性能造成了困 难，因此无法直接比较基于两种不同性能测试标准下的锅炉效率，例如直接比较分别运行 于国内和美国的基于不同性能测试标准下的锅炉效率。
[0004] 因此，现场迫切需要一种能够直接比较评价基于中国国家标准与美国ASME标准的 同一型号锅炉效率的方法来解决目前的问题，以便于专业人员对锅炉运行效率的比较和评 价。
【发明内容】
[0005] 针对上述存在的问题，本发明针对同一型号锅炉提供了一种不同性能测试标准下 锅炉效率的比较评价方法，以解决在不同性能测试标准下的同一型号锅炉的锅炉效率如何 比较的问题。
[0006] 对于在A地和B地分别运行的同一型号锅炉，本发明方法的步骤如下： (1) 得到A地锅炉基于A地测试标准的第一锅炉效率； (2) 采用输入-输出热量法分别建立基于A、B两地测试标准的锅炉效率的关系式，将A地 锅炉基于A地测试标准的第一锅炉效率换算成基于B地测试标准的第二锅炉效率； (3) 获得B地的同一型号锅炉基于B地标准的对比锅炉效率； (4) 将由步骤(2)中换算得到的基于B地测试标准的第二锅炉效率与步骤(3)中获得的 基于B地测试标准的对比锅炉效率进行比较。
[0007] 本发明的有益效果在于： 当对在A地和B地分别运行的同一型号锅炉性能进行比较时，特别是当两地采用不同的 性能测试标准时，锅炉性能的比较存在着较大的难度。
[0008] 例如A地为中国，B地为美国时，中国国内运行锅炉按照中国国家标准测试后的数 据较容易获取，而在美国按照ASME标准测试的锅炉运行数据很难获得，多数情况是仅能获 知美国运行锅炉的锅炉效率测试结果。这种情况下如何比较两地锅炉的性能，是本专利方 法重点解决的问题。
[0009] 不采用本专利方法的一种解决方法是，对中国国内运行的锅炉重新按照美国ASME 标准进行性能测试，并将测试得到的锅炉效率与美国运行锅炉的锅炉效率测试结果进行比 较，但这种解决方法需要投入相当大的基于美国ASME标准测试费用，而且再次测试的锅炉 效率结果也会受到试验误差的影响。
[0010]本发明专利提供了一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法，可以将分 别运行于中国和美国的同型号锅炉的基于不同性能测试标准的锅炉效率换算成基于相同 性能测试标准下的锅炉效率并进行直接比较，根据比较结果来评价锅炉设备工作性能的好 坏。这一发明可以解决不同性能测试标准之间锅炉效率如何比较和评价的问题，可以为电 厂专业人员比较不同国家和地区之间锅炉的性能提供便捷的手段;不用将两地锅炉都按照 美国ASME标准进行测试并直接比较，节省大量的测试费用。
【附图说明】
[0011]图1将在中国运行锅炉的基于中国国家标准的锅炉效率与在美国运行的同一型 号锅炉的基于美国ASME标准的锅炉效率进行比较的流程示意图。
[0012] 图2将在美国运行锅炉的基于美国ASME标准的锅炉效率与在中国运行的同一型 号锅炉的基于中国国家标准的锅炉效率进行比较的流程示意图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图和【具体实施方式】对本发明方法作进一步详细的说明。
[0014] 实施例一 当A地为中国、B地为美国时，如图1所示，将在中国运行锅炉的基于中国国家标准的锅 炉效率与在美国运行的同一型号锅炉的基于美国ASME标准的锅炉效率进行比较，其具体步 骤为： (1) 依据中国国家标准《GB10184-1988电站锅炉性能试验规程》获取在中国运行锅炉的 现场数据，采用热损失方法得到基于中国国家标准的第一锅炉效率;主要现场数据包 括:燃煤的元素分析数据、燃煤的低位发热值、烟气排烟温度、飞灰及灰渣含碳量等； (2) 采用输入-输出热量法，列出步骤（1)中锅炉基于中国国家标准的第一锅炉效率 9M:的表达式：
式(1)
在式（1)中，为基于中国国家标准的第一锅炉效率 沪的输出热量， kj/h;衣为锅炉的燃料量，kg/h; 为燃煤的低位发热值，!< b锅炉燃烧中单 位质量燃煤对应的其它输入显热，kj/kg; 采用输入-输出热量法，列出步骤（1)中锅炉基于美国ASME标准的第二锅炉效率取^ 的表达式：
式(2) 在式（2)中，为基于美国ASME标准的第二锅炉效率;/道於为燃煤的高位发热值，kj/ kg； 对于同一锅炉，在相同运行工况下，锅炉的输出热量S1OE^fiT及燃料量貪均为唯一的确 定值，因此根据式(1)和式(2)得到式(3):
式(3) 式(4) 在式(4)中，由于燃煤的高位发热值和燃煤的低位发热值均为确定值，锅 炉燃烧中单位质量燃煤对应的其它输入显纟
和基于中国国家标准的第一锅炉效率 均为可计算值，因此，可以求出在中国运行锅炉基于美国ASME标准的第二锅炉效率
(3) 获得在美国运行的同一型号锅炉基于美国ASME标准的对比锅炉效率; (4) 将步骤(2)中换算得到的基于美国ASME标准的第二锅炉效率〃_与步骤(3)中获 得的基于美国ASME标准的对比锅炉效率^^^进行直接比较。
[0015] 在上述方法中，中国国家标准是指《GB10184-1988电站锅炉性能试验规程》，美国 ASME标准是指《ASME PTC4-2013蒸汽锅炉性能试验规程》。
[0016] 具体的，以某种型号的机组锅炉为例，在中国的大修中采用中国国家标准 GB10184-1988进行了性能试验，并采用本发明提供的方法对该型号锅炉的基于中国国家标 准的锅炉效率与在美国运行的同一型号锅炉的基于美国ASME标准的锅炉效率进行比较。
[0017] (1)中国运行锅炉在大修后采用中国国家标准GB10184-1988性能试验的主要测试 数据如下：
根据上述试验数据，根据中国国家标准计算得到基于中国国家标准的第一锅炉效率 7肥1 为 93.219%。
[0018] (2)在相同基准温度下，燃煤的高位发热值??Γ与燃煤的低位发热值ΖΗΓ之间 的转换公式为：
式(5) 在式(5)中，蜂//2Ρ为锅炉燃煤的元素分析数据中的入炉燃煤氢元素含量， 为入炉燃煤全水分含量，％。
[0019] 在式（5)中，燃煤的低位发热值实测值为23000kJ/kg，锅炉燃烧中单位质量 燃煤对应的其它输入显热;2 经计算为49.397kJ/kg，结合性能试验中获得的燃煤元素 分析数据，可以计算得到相应的燃煤的高位发热值兄1/1^为23788.51^/1^;4參//25为上述 数据表中的入炉燃煤氢元素含量;为上述数据表中的入炉燃煤全水分含量。
[0020] 根据前述数据，按照式(4)可以计算得到在中国运行的大修后锅炉基于美国ASME 标准的第二锅炉效率:
[0021] (3)从相关厂家提供的技术资料中获知在美国运行的同一型号锅炉基于美国ASME 标准的对比锅炉效率<^:1为89.88%。
[0022] (4)将步骤(2)中换算得到的基于美国ASME标准的第二锅炉效率与步骤(3) 中获得的基于美国ASME标准的对比锅炉效率进行直接比较:90.322%>89.88%。
[0023] 因此，在中国运行大修后锅炉的锅炉性能优于在美国运行的同型号锅炉的锅炉性 能。
[0024] 实施例二 当A地为美国、B地为中国时，如图2所示，将在美国运行锅炉的基于美国ASME标准的锅 炉效率与在中国运行的同一型号锅炉的基于中国国家标准的锅炉效率进行比较，其具体步 骤为： (1) 依据美国ASME标准《ASME PTC4-2013蒸汽锅炉性能试验规程》获取在美国运行锅炉 的现场数据，采用热损失方法得到基于美国ASME标准的第一锅炉效率？?主要现场数据 包括:燃煤的元素分析数据、燃煤的高位发热值、烟气排烟温度、飞灰及灰渣含碳量等； (2) 采用输入-输出热量法，列出步骤（1)中锅炉基于美国ASME标准的第一锅炉效率 riJdSMFl的表达式：
式(6) 在式(6)中，^为基于美国ASME标准的第一锅炉效率；?odrjw为锅炉的输出热量， kj/h;方为锅炉的燃料量，kg/h; 为燃煤的高位发热值，kj/kg; 采用输入-输出热量法，列出步骤(1)中锅炉基于中国国家标准的第二锅炉效率^^的 表达式：
式(7) 在式(7)中，％^为基于中国国家标准的第二锅炉效率；为燃煤的低位发热值， kj/：
%锅炉燃烧中对应的单位质量的燃煤的其它输入显热，kj/kg; 对于同一锅炉，在相同运行工况下，锅炉的输出热量疫及燃料量是均为唯一的确 定值，因此根据式(6)和式(7)得到式(8): 式(8)
式(9) 在式(9)中，由于燃煤的高位发热值/ZtfF和燃煤的低位发热值均为确定值，锅 炉燃烧中单位质量燃煤对应的其它输入显热
和基于美国ASME标准的第一锅炉效率 均为可计算值，因此，可以求出在美国运行的锅炉基于中国国家标准的第二锅炉效率 7^rnrA ； (2)获得在中国运行同一型号锅炉基于中国国家标准的对比锅炉效率^igi ; (4)将步骤(2)中换算得到的基于中国国家标准的第二锅炉效率^^与步骤(3)中获得 的基于中国国家标准的对比锅炉效率:^&进行直接比较。
[0025] 在上述方法中，中国国家标准是指《GB10184-1988电站锅炉性能试验规程》，美国 ASME标准是指《ASME PTC4-2013蒸汽锅炉性能试验规程》。
【主权项】
1. 一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法，对于在A地和B地分别运行的同 一型号锅炉，其特征在于： (1) 得到A地锅炉基于A地测试标准的第一锅炉效率； (2) 采用输入-输出热量法分别建立基于A、B两地测试标准的锅炉效率的关系式，将所 述A地锅炉基于A地测试标准的第一锅炉效率换算成基于B地测试标准的第二锅炉效率； (3) 获得B地的所述同一型号锅炉基于B地标准的对比锅炉效率； (4) 将由所述步骤(2)中换算得到的所述基于B地测试标准的第二锅炉效率与所述步骤 (3)中获得的所述基于B地标准的对比锅炉效率进行比较。2. 根据权利要求1所述的一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法，其特征 在于:所述步骤(1)中的基于A地测试标准的第一锅炉效率由热损失法通过试验测量方法得 到;所述步骤（3)中的所述基于B地标准的对比锅炉效率由热损失法通过试验测量方法得 到。3. 根据权利要求1所述的一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法，其特征 在于： 当A地为中国、B地为美国时，在所述步骤(2)中将基于中国国家标准的第一锅炉效率转 换成基于美国ASME标准的第二锅炉效率时，采用下式：在式(4)中，％G1.为基于中国国家标准的第一锅炉效率；趣为基于美国ASME标准的 第二锅炉效率；/?ΗΓ为燃煤的高位发热值，kj/kg; 为燃煤的低位发热值，kj/kg; Σ 为锅炉燃烧中单位质量燃煤对应的其它输入显热，kj/kg; 当A地为美国、B地为中国时，在所述步骤(2 )中将基于美国ASME标准的第一锅炉效率转 换成基于中国国家标准的第二锅炉效率时，采用下式：在式(9)中，Ismfi为基于美国ASME标准的第一锅炉效率；为基于中国国家标准的 第二锅炉效率；兒为燃煤的高位发热值，kj/kg; Ζ//Γ为燃煤的低位发热值，kj/kg; Σ GW为锅炉燃烧中单位质量燃煤对应的其它输入显热，kj/kg。4. 根据权利要求3所述的一种不同性能测试标准下锅炉效率的比较评价方法，其特征 在于:所述燃煤的低位发热值?ΗΡ与所述燃煤的高位发热值的换算，根据式（5)进 行： LHV + 24.42(il^/i2J?X8.937 + 式（5) 在式(5)中，2#·//2P为锅炉燃煤的元素分析数据中的入炉燃煤氢元素含量， 为入炉燃煤全水分含量，％; 所述锅炉燃烧中单位质量燃煤对应的其它输入显热Σ 2^的计算，按照中国国家标准 《GB10184-1988电站锅炉性能试验规程》中的计算方法进行。
【文档编号】G06F19/00GK106056475SQ201610392251
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】杨海生, 李 浩, 王志强, 王红兵
【申请人】河北省电力建设调整试验所, 国家电网公司, 国网河北省电力公司电力科学研究院